根據(jù)中國安全防范產(chǎn)品行業(yè)協(xié)會最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年國內(nèi)安防行業(yè)總產(chǎn)值約為4,280億人民幣，5年來平均增長率為17.4%，展望新的一年，安防產(chǎn)業(yè)仍將保持平穩(wěn)的增長速度，總產(chǎn)值更有望突破5,000億人民幣大關(guān)。在當前主流的視頻監(jiān)控技術(shù)演進之中，伴隨著普通消費類視頻應(yīng)用快速邁向4K時代，安防監(jiān)控行業(yè)也緊跟這股大潮，掀起了新一輪的技術(shù)升級與系統(tǒng)更新。 4K高清規(guī)格(在4K電視或4K顯示器領(lǐng)域一般指分辨率為3840×2160)大幅改善了視頻分辨率，增加了有效信息的獲取，從而獲得了用戶市場的認可。更可喜的是，目前已有一些4K或者類似分辨率的監(jiān)控攝像機開始進入實際應(yīng)用階段，例如，在平安城市、智能交通等領(lǐng)域，利用4K高清攝像機可同時監(jiān)控至少3個車道，擴大了監(jiān)視范圍，且在人臉、動作、車牌等文字標識細節(jié)上更清晰；在無人機航拍等應(yīng)用中，這類攝像機也被用于民用娛樂、測繪地圖、交通違規(guī)檢查等等。為了支持整體系統(tǒng)上升至4K畫質(zhì)水平，迫切要求從前端攝像機的感光元件、信號處理器、視頻編解碼芯片，到后端系統(tǒng)的建設(shè)，都必須要將更高的視頻壓縮比(H.265)、更快的傳輸速率、更佳的圖像呈現(xiàn)質(zhì)量作為實現(xiàn)的總體目標。 前端全幀率4K SoC方案面市 首先，4K視頻必然帶來網(wǎng)絡(luò)帶寬占用和存儲的壓力，這不僅需要改善現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)存儲基礎(chǔ)設(shè)施，而且還要不斷優(yōu)化編碼器，提升編碼效率。從目前市場的情況來看，可以支持4K視頻監(jiān)控效果的解決方案大致包括采用優(yōu)化編碼算法的H.264以及H.265編碼算法兩種。選用更先進的H.264視頻編解碼技術(shù)，對于后端設(shè)備的兼容性會更方便，在現(xiàn)階段的實際應(yīng)用中也更成熟；而隨著H.265編碼技術(shù)的逐步成熟，后端解碼器的升級和整體生態(tài)環(huán)境的更新也開始初露端倪。 采用創(chuàng)新的編碼工具和碼率控制策略，安霸半導(dǎo)體的SmartAVC技術(shù)可以使編碼優(yōu)化的H.264比普通H.264在相同質(zhì)量下有多至30%的碼率降低，且兼容現(xiàn)有的解碼器?！澳壳笆袌錾嫌幸恍└呦袼?、但低幀率的類似產(chǎn)品，或是用多芯片DSP來做的4K網(wǎng)絡(luò)攝像機方案，而安霸半導(dǎo)體開發(fā)的4K網(wǎng)絡(luò)攝像機SoC方案S2是行業(yè)中首家也是少數(shù)能夠做到單芯片4K@30幀H.264的方案。”安霸半導(dǎo)體(技術(shù))上海有限公司軟件研發(fā)總監(jiān)孫魯毅說。

安霸半導(dǎo)體(技術(shù))上海有限公司軟件研發(fā)總監(jiān)孫魯毅

相比其它方案，安霸的單芯片方案功耗更低，相同質(zhì)量碼率更低(全幀率4K視頻只要8Mbps碼率就可達到較好的質(zhì)量)，圖像細節(jié)豐富自然。S2采用的是優(yōu)化過的標準H.264算法，兼容性好；在圖像傳感器方面，S2支持市面上已有的所有主流4K傳感器接口，并且對其中最佳選擇做了圖像調(diào)整和優(yōu)化，為高質(zhì)量的4K網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控效果奠定了堅實的基礎(chǔ)。此外，安霸方案的4K攝像機還可支持在低照度時經(jīng)過超采樣而錄制高質(zhì)量的1080P視頻，低照度效果比1080P的攝像機更好；同時還支持4K攝像機做四個1080P的不同區(qū)域編碼，看上去就像是四個虛擬攝像機，支持數(shù)字平移和縮放。另據(jù)介紹，安霸最新支持H.265或HEVC(高效視頻編碼)視頻標準的S3系列IP攝像機SoC方案也于去年年底正式發(fā)布。

深圳市海思半導(dǎo)體有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理季健佼

針對H.265視頻編解碼技術(shù)，深圳市海思半導(dǎo)體有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理季健佼分析道：“在當前的高清視頻監(jiān)控中存在兩個最主要的問題：網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬與海量數(shù)據(jù)存儲。有沒有一種方案，既可以大幅降低碼流，又可以保證高質(zhì)量的圖像畫質(zhì)呢？答案是采用更先進的視頻編碼技術(shù)H.265/HEVC?！迸cH.264/AVC相比，H.265/HEVC的最大本領(lǐng)是可以在維持畫質(zhì)基本不變的前提下，讓數(shù)據(jù)傳輸帶寬縮減至H.264/AVC的一半。同時其還支持最高為7680×4320的分辨率，因此不管是以后的4K或者是更高級別的超高清視頻，都可以通過H.265/HEVC格式進行編碼。2014年底，海思半導(dǎo)體隆重推出H.265/HEVC解決方案的Hi3516A與Hi3536處理器，解決了超高清畫質(zhì)和低帶寬網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲與顯示等難題，未來時間內(nèi)，海思將計劃通過獨創(chuàng)的“通用CPU+IVE智能加速引擎”技術(shù)，為視頻監(jiān)控行業(yè)注入新的推動力。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：4K視頻監(jiān)控整體系統(tǒng)成形 {pagination} 4K視頻監(jiān)控整體系統(tǒng)成形 除了前端攝像機之外，近期，一系列中后端高清視頻處理軟件和硬件解決方案也出現(xiàn)在市場之上。季健佼表示道：“對于視頻監(jiān)控應(yīng)用來說，只有前端超高清視頻采集設(shè)備是不能構(gòu)成整體超高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的，還需要有超高清視頻監(jiān)控后端存儲和顯示產(chǎn)品來做支持?！? 海思半導(dǎo)體在2015年1月配套推出了業(yè)界第一顆專業(yè)H.265/HEVC超高清視頻監(jiān)控存儲和顯示產(chǎn)品NVR處理器Hi3536。該Hi3536處理器采用海思半導(dǎo)體高性能的視頻編解碼器，最高可實時解碼16路1080P H.265/HEVC視頻流或4路4K H.265/HEVC視頻流，支持視頻以4K@60幀的速率顯示，或同時支持多達9路1080P@30幀高清顯示輸出。 Hi3536靈活的高性能4核ARM Cortex-A17處理器(性能是同頻率Cortex-A9處理器的1.6倍)，主頻高達1.6GHz，集成一顆ARM頂級GPU-Mali T720，可支持客戶實現(xiàn)各種UI和智能相關(guān)輔助功能的設(shè)計，并配合海思自有的第二代智能分析協(xié)處理單元IVE 2.0，提供周界防范、人臉識別等多達40種智能分析應(yīng)用。Hi3536還集成多達4個SATA 3.0接口，可滿足超高清存儲需求，支持雙GMAC，網(wǎng)絡(luò)速率高達640Mbit/s。 而從現(xiàn)有系統(tǒng)升級的角度出發(fā)，如何可以最大限度地保護用戶的投資成本，對于現(xiàn)階段4K高清監(jiān)控的應(yīng)用推廣具有關(guān)鍵意義?！?K網(wǎng)絡(luò)攝像機目前的價格要比普通高清720P/1080P攝像機偏高，因此，4K網(wǎng)絡(luò)攝像機與普通高清攝像機搭配使用是一種較好的實現(xiàn)方案，例如可以讓4K 攝像機覆蓋較為寬廣的場景，而讓普通攝像機集中在具體的‘點’?！睂O魯毅建議道。 例如，對于現(xiàn)有的解碼器，如果可以通過升級支持4K網(wǎng)絡(luò)解碼的話，也可以同時兼容解碼普通高清。在顯示端，4K視頻的最佳顯示設(shè)備是4K電視或監(jiān)視器，但如果客戶要用已經(jīng)有的1080P顯示設(shè)備來呈現(xiàn)4K視頻的話，可以采取“四個拼一個”的拼接方案，或是使用4K視頻的DPTZ功能，從而可以存儲全部的4K視頻，而只顯示縮放或裁剪下來的1080P畫面。另外，如果解碼器只能做1080P解碼，顯示設(shè)備也只能實現(xiàn)1080P顯示的話，4K攝像機可生成四路1080P編碼視頻，相當于畫面四分割，這樣就可以很自然地和原有的設(shè)備直接兼容。

深圳中興力維技術(shù)有限公司算法工程師王新偉

在去年的安防展上，深圳中興力維技術(shù)有限公司利用自研的H.265算法推出了200萬像素高清攝像機，只用1.5Mbps碼流就可以顯示清晰明亮的視頻；目前該公司正加緊研發(fā)支持4K超高清的NVR設(shè)備，預(yù)計很快將有產(chǎn)品面世。中興力維算法工程師王新偉表示，4K監(jiān)控利用其更高的分辨率優(yōu)勢可以在重點監(jiān)控場景中得到應(yīng)用，例如在道路監(jiān)控的事故多發(fā)路段、重點十字路口，以及大廈重點監(jiān)控進出口等。特別是運用全景攝像機的大視角特點，結(jié)合4K監(jiān)控的高清晰度，將會在以后的安防應(yīng)用中大有用武之地。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：降低系統(tǒng)構(gòu)建成本是關(guān)鍵 {pagination} 降低系統(tǒng)構(gòu)建成本是關(guān)鍵 從視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展來看，從最初局域范圍內(nèi)“看”和“控”的業(yè)務(wù)需求，發(fā)展到由硬盤錄像機所帶來的記錄功能，隨著視頻監(jiān)控規(guī)模的進一步擴大，兩個新的業(yè)務(wù)需求逐漸浮現(xiàn)：即“管”和“用”?？傮w而言，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展走勢正是“看、控、存、管、用”這五種業(yè)務(wù)元素從單一到多元、從簡單到復(fù)雜、從局域到廣域的內(nèi)在需求驅(qū)動所致。 季健佼認為，用IP網(wǎng)絡(luò)作為視頻傳輸通道，基于NGN架構(gòu)將視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各個部件部署并管理，所有部件和資源包括前端、存儲、傳輸、顯示、控制都可以實現(xiàn)全網(wǎng)全域的管理和調(diào)度，且由于NGN架構(gòu)本身脫胎于通信大網(wǎng)的設(shè)計，采用控制和業(yè)務(wù)分離的模式不會隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大而出現(xiàn)業(yè)務(wù)性能的瓶頸，因此，IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控代表著未來的主流發(fā)展方向。 反觀純模擬技術(shù)，孫魯毅表示，在高清化發(fā)展上，目前一些較具爭議的方案基本上都是經(jīng)過調(diào)制過而非編碼過的數(shù)字視頻，這些非編碼而是調(diào)制過的數(shù)字視頻在特定的情況下可能會有市場需求，因為前端攝像機較簡單。但總的來說，數(shù)據(jù)量遠遠大于經(jīng)過編碼過的視頻，而且不容易網(wǎng)絡(luò)化，布線的拓撲結(jié)構(gòu)也不如網(wǎng)絡(luò)容易。這些數(shù)字調(diào)制式彼此不兼容，難以統(tǒng)一市場規(guī)范，而且這些類型的攝像機也不像網(wǎng)絡(luò)攝像機那樣容易控制，其數(shù)據(jù)安全也沒有保證。而數(shù)字編碼視頻技術(shù)，由于網(wǎng)絡(luò)媒體、社交軟件等視頻的大量應(yīng)用，已經(jīng)有了多種成熟的安全標準，得到了多種硬件和軟件支持。在未來的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的模擬和模擬改進的技術(shù)可能會在局部監(jiān)控中成為網(wǎng)絡(luò)攝像機的補充，但難以占據(jù)主流市場。 當然，不得不承認的是，在全行業(yè)迅速邁向4K監(jiān)控之際，仍然需要繼續(xù)解決產(chǎn)品使用成本和高品質(zhì)保障這兩大難題。王新偉表示：“現(xiàn)階段要解決的還是成本問題。如果各部分都采用最新技術(shù)和最優(yōu)產(chǎn)品，是可以推出一套完整的4K監(jiān)控方案，但相對于1080P等高清系統(tǒng)來說，成本太高，在安防這個非常注重性價比的市場上，確實存在著相當大的推廣阻力?！? 孫魯毅也舉例說明道，常見的4K圖像傳感器在相同面積下，單個像素更小，在光照較好的情況下分辨率較高，但在低照度下有一定的局限性，除非用稍微大一點的圖像傳感器(1/1.7英寸或更大)，而更大尺寸的CMOS傳感器價格仍偏高，目前還難以成為主流產(chǎn)品。另一方面，4K視頻的長寬比一般為16:9，與傳統(tǒng)數(shù)碼相機的4:3不同，要展示高質(zhì)量4K畫面，鏡頭至少要在12M分辨率以上，能夠達到4K畫質(zhì)要求的鏡頭還不多，有待光學(xué)廠商進一步研發(fā)。此外，鏡頭的安裝和圖像傳感器的平整度是個難題，這方面的校準目前只有大廠有相應(yīng)設(shè)備和經(jīng)驗可以做到，如果模具精度不夠，采用粗放型生產(chǎn)安裝，就很難保證畫面四角質(zhì)量的一致性。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載